Уплотнительное устройство тепловой машины

(71) Уфимскийим. Серго Ордж (5 Э) 62-762 (08 (56) 1. Алексе ли внутреннего шиностроение выполнены из ма-эффиц ентом лив, А.А.Шестак ный иаци нститу никидз.8)в В.П,с горан1950,и др. Яви 1 я. М.,128 Ма 129,рис. 7 б л ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ 2, Патент ВеликобританииВ 2053382, кл. Р 2 В, 1981 (прототип), (54)(57) 1, УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕПЛОВОЙ МАШИНЫ, содержащее прокладку из двух скрепленных друг с другом кольцевых частей, расположенных между двумя элементами, близлежащими к полости, содержащей рабочее тело, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения надежности, кольцевые части прокладкитериалов с разным конейного расширения,2.Устройство по п,1, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что кольцевая частьпрокладки, сопряженная с более нагретым элементом машины, выполнена изматериала с коэффициентом линейногорасширения большим, чем у другой кольцевой части прокладки сопряженнойс менее нагретым элементом машины.3. Устройство по пп. 1 и 2,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что на коль -цевую часть прокладки, сопряженной сменее нагретым элементом машины, нанесено теплозащитное покрытие,4. Устройство по пп, 1 - Э, о ти ч а ю щ е е с я тем,что теплозащитное покрытие нанесено на поверхность кольцевой части прокладки, которая сопряжена с поверхностьюдругой кольцевой части прокладки,108 бИзобретение относится к машино -строению и может быть использованов тепловых машинах, например двигателях,насосах и т.д, Наиболее перспективно применение изобретения вдвигателях внутреннего сгорания,работающих в условиях неустановившихся нагрузок, например автотракторных,Известно уплотнительное устройство, состоящее из прокладки, распо- Оложенной между двумя элементами иимеющей кольцевую полость, соединенную с уплотняемой средой припомощи дросселирующих отверстий ЯИзвестна также прокладка, состоящаяиз наложенных друг на друга кольцевых частей, имеющих концентричнорасположенные выступы и впадины иобразующие по внутреннему диаметрукольцевую полость 2,20Недостатком известных устройствявляется то, что в условиях непрерывно изменяющихся нагрузок тепловыхмашин и температур их деталей и связанных с этим изменений линейных размеров деталей ухудшается эффектнвностьуплотнения, что ведет к снижению ихнадежности. Усиленная предварительная затяжка уплотнительных устройств не способствует повышению ихнадежности.Цель изобретения - повышение на -дежности уплотнения.Поставленная цель достигаетсятем, что в уплотнительном устройст 35ве тепловой машины, содержащем про -кпадку из двух скрепленных друг сдругом кольцевых частей, расположенных между двумя элементами ма.шины,близлежапщми к полости, содержащейрабочее тело, кольцевые части прокладки выполнены из материала с различным коэффициентом линейного расширения. При этом кольцевая часть проклад 45 ки,сопряженная с более нагретым элементом машины, выполнена из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у другой кольцевой части прокладки, сопряженной с менее нагретым элементом машины,Причем на кольцевую часть прокладки, сопряженной с менее нагретым элементом машины, нанесено теплозащитное покрытие.55Теплозащитное покрытие нанесено на поверхность кольцевой части прокладки, которая сопряжена с поверхно 262 2стью другой кольцевой части проклад - ки.На фиг, 1 показано уплотнительное устройство, поперечное сечение; на фиг,2 - сечение А-А на фиг,1.Уплотнительное устройство состоит из прокладки в виде скрепленных друг с другом кольцевых частей 1 и 2,расположенных в пазу 3 элемента 4 тепловой машины (например, гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгора - ния)., Кольцевые части 1 и 2 образуют по внутреннему диаметру кольцевую полость 5, сообщенную при помощи дросселирующих отверстий б с полостью 7, в которой находится рабочее тело,Между кольцевыми частями 1 и 2 нанесено теплозащитное покрытие 8, являющееся одновременно скрепляющим части 1 и 2 элементом. Кольцевая часть 1 имеет меньший коэффициент линейного расширения материала по сравнению с кольпевой частью 2. Величиной Ь показана высота выступов и впадин кольцевых частей 2 и 1 проклад - ки. Элемент 9 тепловой машины сопряжен с кольцевой частью 2 прокладки. Уплотнительное устройство работа- . ет следующим образом,Во время работы тепловой машины рабочее тело, находящееся в полости 7 (например,это может быть полость камеры сгорания или выпускного патрубка двигателя внутреннего сгорания),в соответствии с режимом работы изменяет свое давление и пропорционально ему температуру. Соответственно изменяется и температура дета - лей двигателя или другой тепловой машины. При повышении температуры рабочего тела повышается подвод тепла к элементам 4 и 9 и к частям 1 и 2прокладки, что ведет к повышению их температуры, Ввиду того, что части 1 и 2 выполнены из материала с различным коэффициентом линейного расширения, прокладка из гибает ся, что ведет к увеличению выступов и впадин, т.е. к увеличению высоты Ь прокладки. Это увеличение высоты прокладки не только компенсирует линейное расширение элементов 4 и 9 и связанное с этим увеличение зазора между элементами 4 и 9, но и при - водит к более сильному прижатию прокладки к уплотняемым поверхностям элементов 4 и 9.ны. Заказ 2222/3Подписное ираж Филиал ППП ф г. Ужгород,тент", Проектная, 4 3 1086Бдлее высокий коэффициент температурного расширения материала части 2 прокладки способствует большей изогнутости частей 1 и 2 прокладки и ведет к увеличению высоты Ь выступов и впадин частей 1 и 2,усиливающихся с подводом тепла к части 2 прокладки и отводом тепла от части 1 прокладки. Увеличение изогнутости частей 1 и 2 прокладки повышается 1 О при отсутствии теплообмена (или ее уменьшении) между частями 1 и 2 вследствие наличия теплозащитного покрытия 8. Теплозащитное покрытие 8, кроме того, обеспечивает уменьшение подвода тепла от рабочего тела поступающего в кольцевую полость 5 через отверстия 6, к кольцевой части 1 прокладки.При увеличении (уменьшении) нагрузки тепловой машины увеличивается (уменьшается) давление рабочего тела в полости 7, в связи с чем требуется повысить эффективность уплотнения этой полости для предотвращения утечек рабочего тела (или уменьшить эффективность уплотнения для снижения нагрузки на части 1 и 2 прокладки). Последнее достигается автоматически, так как увеличение30 давления рабочего тела неизбежно сопровождается ростом его температу 262 4ры и, следовательно, температуры деталей тепловой машины, близлежащих к полости 7, содержащей рабочее тело.При увеличении (уменьшении) температуры частей 1 и 2 прокладки увеличивается (уменьшается) ее изогнутость и увеличивается (уменьшается) усилие прижатия частей 1 и 2 прокладки к сопрягаемым с ней поверхностям элементом 4 и 9 тепловой машиТехнико-экономический эффектизобретения заключается в повышениинадежности уплотнения, так какприжатие прокладки к уплотняемымповерхностям тепловой машины обеспечивается за счет энергии илиработы, совершаемой теплом самоймашины. При этом автоматически регулируется требуемое прижатиепрокладки к уплотняемым поверхностям в зависимости от давления вуплотняемой среде, что позволяет автоматически снижать нагрузку напрокладку при уменьшении нагрузкина тепловую машину. Автоматическикомпенсируются тепловые расширениядеталей машин. Снижается усилиепредварительной затяжки прокладки,производимой на неработающей тепловой машине,